나침반

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1. 개요

나침반은 자성을 이용해 방향을 알려주는 장치로, 역사적으로 자철석을 이용한 초기 형태에서 시작해 철 바늘을 자화시킨 형태로 발전했다. 고대 중국에서 처음 사용되었으며, 이후 유럽과 이슬람 세계로 전파되어 항해술 발전에 기여했다. 나침반의 종류는 자기 나침반, 회전 나침반, 전자 나침반 등으로 다양하며, 특수한 용도로 사용되는 기도 방향 나침반, 광학 나침반, 지질 나침반 등도 있다. 자기 나침반은 지구 자기장을 이용하며, 회전 나침반은 자이로스코프 원리를 활용한다. 나침반 사용 시에는 자기 편차, 자차, 복각 등의 오차를 고려해야 하며, 주변 환경의 자기장 영향을 피해야 한다.

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나침반
지도 정보
기본 정보
명칭	나침반
다른 명칭	羅針盤 (らしんばん) Compass 라침판
설명	방향을 찾는 데 사용하는 도구
역사
기원	중국
최초 사용	한나라 시대
사용 목적	점술 풍수
항해 사용	11세기 후반 또는 12세기 초
14세기	지중해 유럽
16세기	세계적인 항해 도구
작동 원리
원리	지구 자기장 이용
자침	자석
자침의 방향	지구 자기장의 방향을 가리킴
방향 표시	동서남북 방위
종류
자침 나침반	가장 일반적 자침을 이용
자이로 나침반	자이로스코프 이용 선박, 항공기
전자기 나침반	전자 센서 이용 휴대폰, 전자 기기
천문 나침반	천체 관측 과거 항해
액체 나침반	액체 속에 자침을 담근 형태 진동에 강함
사용
분야	항해 항공 탐험 지리학 측량 하이킹 오리엔티어링
사용법	지도의 북쪽과 나침반의 북쪽을 맞춤 목적지 방향으로 나침반을 돌림
주의사항	나침반 주변의 금속을 피함 자기 편각 보정
기타
관련 항목	방향 자기장 지구 자기장 지도 항해술 오리엔티어링 GPS
참고 자료	REI - Compass declination 방위자침의 진화 옥스포드 철학, 과학 및 이슬람 기술 백과사전 - 나침반

2. 역사

최초의 나침반은 자철석으로 제작되었다. 고대인들은 천연 자석이 자유롭게 움직일 수 있도록 놓였을 때 항상 같은 방향을 가리키는 것을 발견했다. 삼국사기에는 신라의 나침반 자석을 당나라에서 요청했다는 기록이 있다.^[69] 이후에는 천연 자석으로 자화된 철 바늘로 나침반을 만들었다.

송나라 시대인 1088년 심괄의 저서 몽계필담에는 자철석으로 강하게 문질러 자화시킨 철침이 중국에 등장했다고 기록되어 있다.^[12] 11세기 심괄(沈括)은 저서 『몽희필담(夢溪筆談)』에서 나침반을 처음 기록한 것으로 여겨진다. 심괄이 기록한 나침반은 24방위였으나, 이후 현재와 같은 32방위로 개량되었다.

원형으로는, 자력을 지닌 바늘을 나무 조각에 박은 "'''지남어(指南魚)'''"가 3세기 무렵부터 중국에서 사용되었다.^[62]^[63] 지남어를 물에 띄우면 현대의 나침반과 거의 같은 기능을 구현한다. 물고기 모양으로 만들고 입 부분이 남쪽을 향하도록 했기 때문에 "어(魚)"라는 이름이 붙었다.^[63]

4세기경 남인도에 습식 나침반이 전래되었다.^[10]^[11] 건식 나침반은 1300년경 중세 유럽과 이슬람 세계에 나타났다.^[40]^[5] 건식 나침반은 20세기 초 액체 충전식 자기 나침반으로 대체되었다.^[13]

나침반이 개량되면서 항해술이 크게 발전하여 대항해시대가 시작되었다.

최초의 실용적인 나침반은 용기에 담은 물 위에 자침을 띄워 자유로운 회전과 수평면 확보를 동시에 실현한 방식이었다. 그러나 이 방식은 심하게 요동치는 배 위에서 정확한 방향을 알기 어렵다는 단점이 있었다. 이를 보완하기 위해 공중에 매다는 방식의 나침반이 개발되었다.

19세기가 되면서 선체에 목재 대신 철 등의 금속을 사용하는 배가 보급되기 시작했는데, 이러한 금속선에서는 나침반이 선체 금속의 영향을 받아 정확한 방향을 알기 어려웠다. 따라서 자이로컴퍼스가 방향을 아는 수단으로 사용되게 되었다.^[63]

2. 1. 나침반 이전의 항해술

나침반이 도입되기 전, 항해사들은 주로 천체의 위치를 관찰하거나 특징적인 구조물을 보고 현재 위치와 목적지의 방향을 결정했다. 날씨가 흐릴 때 바이킹은 근청석이나 복굴절 결정을 이용하여 태양의 방향과 고도를 알아냈다. 바이킹족의 천문학적 지식은 이 정보를 통해 방향을 파악하기에 충분했다.^[70] 바이킹보다 남쪽에 살던 유럽인들은 이러한 기술을 몰랐으므로, 나침반이 발명되고 나서야 악천후 속에서도 방향을 알 수 있게 되었다. 이는 뱃사람들이 육지에서 멀리 떨어진 곳까지 안전하게 이동할 수 있게 해 주었고, 바다를 통한 교역이 늘어나 대항해시대로 이어지게 되었다.

2. 2. 초기 나침반과 풍수지리

최초의 나침반은 자철석으로 제작되었다. 고대인들은 천연 자석을 자유롭게 움직일 수 있도록 놓았을 때 항상 같은 방향을 가리키는 현상을 발견했다. 삼국사기에는 신라에서 자석을 사용했다는 기록과, 당나라에서 신라의 자석을 요청했다는 기록이 있다.^[69] 초기 나침반은 항해 목적보다는 풍수지리나 점술에 사용되었다는 설도 있다.^[71]

메소아메리카의 올멕 문명에서는 기원전 1000년 이전에 자철석을 이용한 유물이 발견되어 풍수지리적 목적으로 사용되었을 가능성이 제기되었다. 천문학자 존 칼슨은 올멕 문명이 기원전 1000년 전부터 신성한 장소를 찾는 풍수지리적 목적으로 자철석을 썼다는 가설을 세웠으며, 이는 중국보다 앞선다.^[72] 칼슨은 이 유물이 방향을 찾는 목적보다는 천문학적 혹은 풍수지리적 목적으로 사용되었다고 보았다. 유물은 한쪽 끝에 홈이 파인 자철석 막대로, 북쪽으로부터 35.5도의 위치를 가리켰다.^[73]^[74]

2. 3. 중국의 나침반

중국에서 나침반에 대한 최초의 기록은 기원전 4세기 귀곡자(鬼谷子)의 문헌에서 찾을 수 있다.^[80] 이 책에는 사람들이 "남쪽 바늘"을 이용하여 위치를 알 수 있었다고 기록되어 있다.^[81]

후한 시대 왕충(王充)이 지은 《논형》에는 남쪽을 가리키는 숟가락 모양의 자석에 대한 언급이 있다.^[79]

11세기 송나라 시대 심괄(沈括)의 《몽계필담》에는 자화된 바늘에 대한 자세한 설명이 기록되어 있다.^[86] 심괄은 흙점쟁이가 바늘에 자철석을 문질러 자성을 얻게 하고, 비단실에 매달아 사용한다고 설명했다.

12세기 초 북송 시대 주욱(朱彧)이 지은 《평주가담》에는 항해에 나침반을 사용한 기록이 있다.^[87]

원나라 시대 주달관(周達觀)의 《진랍풍토기》에는 48방위 나침반을 사용한 항해 기록이 있다.^[92] 주달관은 1296년 온주에서 앙코르 톰으로 항해하면서 선원이 항상 같은 방향을 가리키는 바늘을 가지고 탔다고 기록했다.

2. 4. 중세 유럽과 이슬람 세계의 나침반

12세기 말, 유럽에서 나침반에 대한 기록이 처음 등장한다.^[94] 13세기, 페레그리누스는 항해용 건식 나침반과 천문학용 유동 나침반에 대해 기술했다. 이슬람 세계에서는 13세기 초 페르시아 동화책에 물고기 모양 나침반에 대한 언급이 있다.^[94] 13세기 말, 예멘의 알 아슈라프는 나침반을 천문학적 목적으로 사용했다.^[94] 14세기, 이집트의 이븐 사이먼은 건식 나침반을 사용하여 메카 방향을 찾는 방법을 기술했다.^[94] 14세기, 시리아의 이븐 알 샤티르는 해시계와 나침반을 결합한 장치를 발명했다.^[94]

2. 5. 인도의 나침반

인도에서 나침반은 항해 목적으로 사용되었으며, "마츠야 얀트라"(matsya yantra^sa)라고 불렸다.^[107] 마츠야 얀트라는 기름이 담긴 컵 안에 있는 철제 물고기 모양 때문에 붙여진 이름이다.

2. 6. 중세 아프리카의 나침반

실크로드를 통한 무역으로 중국의 나침반이 소말리아와 스와힐리 도시 국가 등 동아프리카 무역 중심지에 전래되었다는 증거가 있다.^[108] 스와힐리 해양 상인과 항해사들은 나침반을 소유하고 다우 선 항해에 사용하기도 했다.^[108]

3. 종류

나침반은 크게 자기나침반, 회전나침반, 기타 나침반으로 분류할 수 있다. 자기나침반은 지자기장과 상호작용하는 자석이 지구 자축을 향하는 원리를 이용한다.^[65] 회전나침반은 빠르게 회전하는 바퀴가 지구 자전 때문에 회전축과 평행하게 되는 현상을 이용한다.^[65]

14세기 피봇 나침반은 피터 페레그리누스의 《자기에 관한 서간》(1269)에 묘사되어 있다. 알렉산더 네캄은 1187년에서 1202년 사이에 쓰인 《도구에 관하여》와 《물성론》에서 영국 해협 지역의 자기 나침반 사용을 언급했다.^[95]^[96]^[97] 1269년, 페레그리누스는 천문학적 목적의 유동 나침반을 묘사했다.^[95] 지중해에서 나침반은 처음에는 물그릇에 뜬 자성 포인터였으나,^[98] 추측항법과 포르톨라노 해도의 발전을 이끌었다.^[99]

크로이츠는 나침반에 관한 중국인의 언급이 유럽보다 150년 앞섰다고 주장하지만,^[78] 유럽이 이슬람보다 먼저 기록했다는 증거는 의문을 남긴다.^[94]

기타 나침반으로는 천체를 관측하는 천측나침반, 위성 신호를 이용하는 GPS 수신기, 지도와 함께 사용하는 엄지 나침반, 미세 전자 기계 시스템(MEMS)을 활용한 전자 나침반 등이 있다. 특수 용도로는 기도 방향 나침반, 광학/프리즘 나침반, 통나무 나침반, 루반 등이 있다.

3. 1. 자기 나침반

자기나침반은 지자기장과 상호작용하는 자석이 지구의 자축을 향하는 것을 이용한다.^[65] 지구의 자축에 기반한 방향을 자북극 혹은 자남극이라 한다.

나침반은 지구 자기장을 이용하여, 자석이 자유롭게 움직일 때 남북을 가리키는 성질을 활용하여 방향을 알아내는 도구이다.^[46] N극과 S극이 나타나도록 자화된 자석은 자유롭게 회전하며, N극은 북쪽, S극은 남쪽 방향으로 향한 상태에서 정지한다.

; 편차

나침반이 실제로 가리키는 방향은 국지적인 자기장의 방향이며, 지도 상의 정확한 진북 및 진남을 가리키지는 않는다.^[47] 이 차이를 “편각”이라고 하며, 장소와 시간에 따라 달라진다.^[47] 예를 들어 삿포로에서는 자북이 지도의 북쪽보다 약 9도 서쪽으로, 나하에서는 약 5도 차이가 난다.^[47]

국지적인 자기장 방향과 실제 진북 및 진남 방향의 차이는 “편차”와 “자차”로 설명된다.^[48]

; 간단한 제작법

나침반은 바늘(혹은 대핀이나 짧은 철사)에 자석을 문질러 자기를 띠게 한 후, 작은 나무 잎(스티로폼 조각, 작은 나무 조각, 오리가미로 만든 작은 배 등)에 올려 물에 띄우면 간단히 만들 수 있다.^[49]^[50]

많은 현대 나침반은 베이스플레이트와 각도기를 통합하여, 지도 및 나침반을 이용한 방향 측정에 사용된다.

미국 M-1950 군용 렌즈식 나침반은 전자기 유도를 사용하여 자화된 카드의 진동을 제어한다.

3. 1. 1. 자기 나침반의 원리

자기나침반은 자화된 지침이 지자기장에 반응하여 방향이 바뀌도록 되어 있다. 나침반은 일반적으로 북쪽, 남쪽, 동쪽, 서쪽의 기본 방위를 나타내며, 자침(바늘)이 지구의 자기장을 따라 정렬되어 한쪽 끝은 북쪽 자극을, 다른 쪽 끝은 남쪽 자극을 가리킨다.^[66]^[67]^[68] 고급 나침반은 보석 베어링을 사용하여 마찰을 줄여 자침이 쉽게 돌아갈 수 있도록 하여 정밀도를 높인다.

현대 나침반은 보통 액체(등유, 광유, 솔벤트, 정제된 등유 또는 에틸알코올)로 채워진 캡슐 안에 자화된 바늘을 넣어, 바늘의 움직임을 감쇠시켜 진동 시간을 줄이고 안정성을 높인다.^[14] 바늘의 북쪽 끝은 야광, 형광 발광 또는 자체 발광 재료^[15]로 표시되어 어두운 곳에서도 나침반을 읽을 수 있다.

3. 2. 회전 나침반

회전나침반은 빠르게 도는 바퀴가 마찰에 의해 멈추는데, 지구의 자전 때문에 회전축의 방향이 지구의 회전축과 평행하게 됨을 이용한다.^[65] 이 때 관성기준계 안에서 결정되는 북쪽과 남쪽을 각각 진북과 진남이라 한다.

3. 3. 기타 나침반

천측나침반은 천체를 관측하여 방향을 판별한다. GPS 수신기는 위성 신호를 이용하여 위치와 방향을 계산한다. 단일 GPS 수신기는 느린 속도로 움직이더라도 위치 변화를 통해 움직임의 방향을 파악하여 방위를 파악할 수 있지만, 바람이나 해류의 영향으로 오차가 발생할 수 있다.^[65]

엄지 나침반은 지도 읽기와 지형 연관성이 매우 중요한 오리엔티어링에서 흔히 사용된다. 눈금 표시가 최소화되어 있거나 아예 없으며, 지도를 자북에 맞추는 데 주로 사용된다. 크기가 큰 직사각형 바늘이나 북쪽 표시기는 시인성을 높여준다. 투명하여 나침반을 들고 지도를 볼 수 있다. 최고급 모델은 희토류 자석을 사용하여 바늘 안정 시간을 1초 이하로 줄인다.

3축 전자식 자력계 AKM8975 (AKM Semiconductor 제품)

전자 나침반은 반도체 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 나침반으로, 2개 또는 3개의 자기장 센서로 구성되어 마이크로프로세서에 데이터를 제공한다. 이 신호는 컨트롤러 또는 마이크로프로세서에 의해 해석되어 내부적으로 사용되거나 디스플레이 장치로 전송된다. 센서는 고도로 보정된 내부 전자 장치를 사용하여 지구 자기장에 대한 장치의 반응을 측정한다.

특정 용도에 맞게 설계된 기타 특수 나침반은 다음과 같다.

기도 방향 나침반: 이슬람교도들이 기도를 위해 메카의 방향을 가리키는 데 사용한다.
광학 또는 프리즘 나침반: 주로 측량사가 사용하지만 동굴 탐험가, 임업 기술자 및 지질학자도 사용한다. 액체 감쇠 캡슐^[30]과 자화된 부유 나침반 다이얼 및 통합 광학 조준기를 사용하며, 내장형 발광체 또는 배터리 구동 조명이 장착되어 있다.^[31] 물체에 대한 방위를 매우 정확하게 측정할 수 있으며, 종종 1도 미만의 단위로 측정한다. 고품질 바늘과 보석 베어링을 사용하여 고강도 사용을 위해 설계되었으며, 많은 수가 삼각대 장착이 가능하다.^[31]
통나무 나침반: 직사각형 상자에 장착되며, 길이가 너비의 여러 배인 경우가 많았다. 평면측량기에 사용되는 토지 측량에 사용되었다.
루반: 풍수 전문가가 사용하는 나침반이다.

자석의 성질을 이용한 나침반에는 투명한 오일(댐퍼오일)로 진동을 줄인 것이 있다. 기압·기온에 따라 기포가 생길 수 있지만, 기능·특성에 미치는 영향은 없다.
자석을 사용하지 않는 나침반으로는 두 개의 자기센서로 자속밀도를 측정하여 방향을 구하는 것도 있다.
멀리 떨어진 두 개의 GPS 수신기를 사용하여 방향을 구하는 것도 있다. 대규모이기 때문에 자기 이외의 이중화 수단으로 사용된다. 운동 방향 정보를 사용할 수 있다면, 간단한 방법으로 서로 다른 시점의 위치 정보에서 운동 방향을 얻을 수 있다.
고성능 자이로로 지구 자전을 측정하여 방향을 구하는 방식도 있다.
군용품은 군용 지도(축척 5만분의 1로 격자가 들어 있다)와 조합하여 포격 목표나 진군 방향 결정 등에 사용된다. "렌자틱 나침반"이라고 한다. 단위로 밀을 사용하는 경우가 있다.
렌자틱 나침반(''Lensatic Compass'')은 눈높이에서 수평으로 들고, 조준(오른쪽 사진의 제품의 경우, 뚜껑에 뚫린 직사각형 구멍에 붙인 철사 선과 렌즈 위에 설치된 홈)을 목표물에 맞추면서 렌즈를 통해 판면을 보고, 외주 눈금을 자침이 가리키는 방향에 일치시킨다. 기동식 거울을 갖추고 거울에 비친 판면의 영상을 보는 구조의 제품도 있다. 목표물이 하나인 경우에는 자침의 방향을 기억하기만 해도 좋다. 눈금선이 가리키는 방향이 나아가야 할 방향이다. 행군 중에 정기적으로 꺼내 자신의 진로 즉 그 시점에서 자침이 나타내는 방향이 목표 설정 시 눈금선을 놓은 방향에서 벗어나지 않았는지 확인한다.
등산이나 오리엔티어링에서는 눈금과 선이 새겨진 투명한 플레이트와 손으로 회전시킬 수 있는 방향 눈금이 달린 나침반이 자주 사용된다. 조준기가 없기 때문에 렌자틱 나침반에 비해 정확도 면에서는 떨어지지만, 지도에 직접 놓고 사용할 수 있다.

4. 설계 및 구조

자기나침반은 자화된 지침이 지자기장에 반응하여 방향이 바뀌도록 되어 있다. 일반적으로 북쪽, 남쪽, 동쪽, 서쪽의 기본 방위를 나타내며, 자기 북쪽에 반응하는 자성체라면 무엇이든 나침반으로 사용할 수 있다. 나침반은 독립된 자기막대 또는 바늘이 북쪽과 남쪽을 가리킬 수 있도록 축에 자유롭게 회전하거나, 유체 안에서 움직일 수 있게 되어 있다.

현대 나침반은 보통 액체(등유, 광유, 솔벤트, 정제된 등유 또는 에틸알코올)로 채워진 캡슐 안에 자화된 바늘이나 다이얼을 사용한다. 이전에는 온도나 고도에 따른 부피 변화를 허용하기 위해 캡슐 내부에 유연한 고무 격막이나 공간을 두었지만, 현대 액체 나침반은 더 작은 하우징이나 유연한 캡슐 재료를 사용하기도 한다.^[14] 캡슐 내부의 액체는 바늘의 움직임을 감쇠시켜 진동 시간을 줄이고 안정성을 높인다. 바늘의 북쪽 끝을 포함한 나침반의 주요 지점은 야광, 형광 발광, 또는 자체 발광 재료^[15]로 표시되어 야간이나 어두운 곳에서도 나침반을 읽을 수 있다. 나침반 충전 액체는 압력 하에서 비압축성이기 때문에 많은 일반적인 액체 충전 나침반은 수중에서도 정확하게 작동한다.

많은 현대 나침반은 베이스플레이트와 각도기 도구를 통합하여, "지도 및 나침반을 이용한 방향 측정", "베이스플레이트", "지도 나침반" 또는 "각도기" 디자인으로 불린다. 회전하는 캡슐 내부에 별도의 자화된 바늘, 자북과 바늘을 정렬하기 위한 방향 "상자" 또는 게이트, 지도 방향 선을 포함하는 투명한 베이스, 각도 또는 기타 각도 측정 단위로 표시된 베젤(외부 다이얼)을 사용한다.^[16] 캡슐은 지도에서 직접 방위를 측정하는 데 사용되는 ''이동 방향''(DOT) 표시기를 포함하는 투명한 베이스플레이트에 장착된다.^[16]

현대 지도 및 나침반을 이용한 방향 측정 나침반은 지도와 로머 눈금(거리 측정 및 지도에 위치 표시), 표면이나 베젤의 야광 표시, 먼 물체의 방위를 측정하기 위한 조준 메커니즘(거울, 프리즘 등), 다른 반구에서 사용하기 위한 짐벌 장착, "글로벌" 바늘, 특수 희토류 자석, 조정 가능한 편각, 경사계와 같은 기울기 측정 장치가 있다.^[17] 지도 및 나침반을 이용한 방향 측정 스포츠는 희토류 자석을 사용하여 매우 빠르게 안정되고 안정적인 바늘을 가진 모델의 개발로 이어졌으며, 이는 ''지형 연관'' 육상 항법 기술이다.^[18] 끊임없이 변하는 각도를 가진 보트에서 사용하도록 설계된 해양 나침반은 이소파르 M 또는 이소파르 L과 같은 감쇠 유체를 사용하여 바늘의 빠른 변동과 방향을 제한한다.^[19]

미국 육군과 같은 일부 국가의 군대는 바늘 대신 자화된 나침반 다이얼이나 카드가 있는 야전 나침반을 사용한다. 자기 카드 나침반은 광학, 렌즈식 또는 프리즘 조준경을 갖추고 있어 사용자가 나침반 카드에서 방위 또는 방위각을 읽는 동시에 나침반을 목표물과 정렬할 수 있다. 자기 카드 나침반 디자인은 일반적으로 지도에서 직접 방위를 측정하기 위해 별도의 각도기 도구가 필요하다.^[20]^[21]

미국 M-1950 군용 렌즈식 나침반은 액체로 채워진 캡슐 대신 전자기 유도를 사용하여 자화된 카드의 진동을 제어한다. "심정" 디자인은 카드 기울기가 최대 8도인 경우에도 정확도를 저해하지 않고 전 세계적으로 나침반을 사용할 수 있도록 한다.^[22] 유도력은 액체로 채워진 디자인보다 감쇠가 적기 때문에 마모를 줄이기 위해 나침반에 바늘 고정 장치가 장착되며, 후면 조준경/렌즈 홀더의 접이식 동작으로 작동한다. 공기 충전 유도 나침반은 동결 온도나 습한 환경에서 작동 불능이거나 부정확해질 수 있어 사용이 감소했다.^[23]

캠멘가 3H, 실바 4b ''밀리테어'', 수운토 M-5N(T)와 같은 일부 군용 나침반에는 방사성 물질 삼중수소()와 형광체가 혼합되어 있다.^[24] 자체 발광 조명이 장착된 미국 M-1950에는 120mCi(밀리큐리)의 삼중수소가 포함되어 있다. 삼중수소와 형광체의 목적은 방사형광 삼중수소 조명을 통해 나침반에 조명을 제공하는 것으로, 나침반을 태양광이나 인공광으로 "재충전"할 필요가 없다.^[25] 삼중수소의 반감기는 약 12년이므로,^[26] 새 제품일 때 120mCi의 삼중수소를 포함하는 나침반은 12년 후에는 60mCi, 24년 후에는 30mCi가 되어 디스플레이 조명이 희미해진다.

선원의 나침반에는 두 개 이상의 자석이 나침반 카드에 영구적으로 부착되어 자유롭게 피벗에서 움직인다. 나침반 그릇에 표시되거나 작은 고정 바늘일 수 있는 ''러버 라인''은 나침반 카드에 선박의 방위를 나타낸다. 전통적으로 카드는 32개의 포인트(''럼브''로 알려짐)로 나뉘지만 현대 나침반은 주요 방위점이 아닌 도로 표시된다. 유리로 덮인 상자(또는 그릇)에는 짐벌이 항해 의자 내부에 매달려 있어 수평 위치를 유지한다.

자력 나침반은 중위도에서는 매우 신뢰할 수 있지만 지구 자기극 근처에서는 사용할 수 없게 된다. 나침반이 자기극 중 하나에 가까워짐에 따라 지리적 북쪽과 자기 북쪽으로의 방향 차이인 자기 편각이 점점 커진다. 자기극에 가까운 어떤 지점에서는 나침반이 특정 방향을 나타내지 않고 표류하기 시작한다. 또한 소위 자기 경사 때문에 극에 가까워지면 바늘이 위아래로 가리키기 시작한다. 나쁜 베어링이 있는 저렴한 나침반은 이로 인해 고정될 수 있으므로 잘못된 방향을 나타낸다.

자력 나침반은 지구의 자기장 이외의 자기장의 영향을 받는다. 지역 환경에는 자성 광물 매장량과 MRI, 큰 철 또는 강철체, 전기 엔진 또는 강력한 영구 자석과 같은 인공 소스가 포함될 수 있다. 전기를 전도하는 모든 물체는 전류를 운반할 때 자체 자기장을 생성한다. 자력 나침반은 이러한 물체 근처에서 오류가 발생하기 쉽다. 일부 나침반에는 외부 자기장을 보상하도록 조정할 수 있는 자석이 포함되어 있어 나침반의 신뢰성과 정확성을 높인다.

나침반은 비행기나 자동차에서 가속되거나 감속될 때도 오류가 발생하기 쉽다. 나침반이 있는 지구 반구와 힘이 가속인지 감속인지에 따라 나침반은 표시된 방위를 증가시키거나 감소시킨다. 보상 자석이 포함된 나침반은 특히 이러한 오류가 발생하기 쉽다. 가속은 바늘을 기울여 자석에 더 가까워지거나 멀어지게 하기 때문이다.

기계식 나침반의 또 다른 오류는 회전 오류이다. 동쪽이나 서쪽 방위에서 회전하면 나침반이 회전 뒤에 뒤처지거나 앞서게 된다. 자력계 및 자이로컴퍼스와 같은 대체품은 이러한 상황에서 더 안정적이다.

4. 1. 자석 바늘

철 막대를 자화시키거나, 자철석으로 문질러서 자석 바늘을 만든다. 이렇게 만들어진 자석 바늘(또는 자침)은 마찰이 적은 표면에 놓여 자유롭게 회전하면서 자기장에 정렬될 수 있게 된다. 그 후, 사용자가 북쪽과 남쪽을 가리키는 끝을 구분할 수 있도록 표시하는데, 현대에는 보통 북쪽 끝을 어떤 방식으로든 표시한다.^[71]

4. 2. 바늘과 그릇 장치

자철석에 바늘을 문지르면 바늘이 자화된다. 이 바늘을 코르크 조각에 꽂고, 물을 채운 그릇에 띄우면 나침반이 된다. 이러한 방식은 건식 나침반이 발명된 1300년경까지 널리 사용되었다.^[14]

4. 3. 나침반의 방위

원래 나침반은 동서남북 4가지 방향으로 표시되었다. 이후 중국에서는 24개, 유럽에서는 32개의 등간격 구간으로 나누어 나침반의 지침면에 표시하였다. 이를 방위라고 한다. 현대에는 시계방향으로 한 바퀴를 360개의 동일한 구간으로 쪼갠 360도 체계가 사용되고 있다. 19세기 유럽에서는 직각을 100grads로 두어 한 바퀴를 400개의 구간으로 나누는 grad, grade 또는 gon이라고 부르는 체계를 사용하였다. 또한 이를 10배로 다시 나누어 한 바퀴가 4000decigrades가 되는 단위를 군대에서 사용하기도 했다.^[14]

많은 수의 군사 체계는 프랑스의 “millieme” 체계를 사용하고 있다. 이는 라디안 단위를 1000배 한 것으로(1바퀴 당 6283milliradian), 반지름이 1km이고 각이 1milliradian인 부채꼴의 호의 길이는 1m가 되기 때문에 계산에 편리하다는 이점이 있다. 제정 러시아는 원을 600개의 구간으로 나눈 체계를 사용하였다. 소련은 이를 10배 더 잘게 쪼개어 “mils”란 단위를 붙여 소련과 바르샤바 협정국, 동독에서 사용되었다. 이 체계는 반시계방향으로 증가하며 아직도 러시아에서 사용되고 있다.

4. 4. 나침반 균형 맞추기

지구 자기장은 균일하지 않고 위도에 따라 변하기 때문에, 나침반 바늘이 기울어져 부정확한 방향을 가리키는 것을 방지하기 위해 제조 시 균형을 맞추는 과정이 필요하다. 많은 나침반 제조사들은 북반구 대부분을 포함하는 1번 구역부터 오스트레일리아와 남쪽 대양을 포함하는 5번 구역까지, 총 5개의 구역으로 나누어 균형을 맞춘다.^[109]

몇몇 나침반은 특수 바늘을 사용하여 특정 위치의 자기장에서도 정확한 자북을 가리키도록 설계되었다. 다른 나침반들은 '라이더'라는 작은 미끄럼 균형 장치를 사용하여 바늘의 기울어짐을 보정하고 오차를 줄인다.^[109]

4. 5. 나침반 오차 수정

나침반은 주변의 자성 물질이나 전자 장치의 영향을 받아 오차가 발생할 수 있다. 따라서 정확한 방향을 파악하기 위해서는 이러한 오차를 수정해야 한다. 나침반의 오차는 크게 자기 편차와 자차로 나뉜다.
자기 편차자기 편차는 진북(지구 자전축의 북쪽)과 자북(나침반이 가리키는 북쪽) 사이의 각도 차이를 의미한다. 지구 자기장은 지역에 따라 다르기 때문에 자기 편차도 지역마다 다르며, 시간이 지남에 따라 변화한다.^[54]^[53] 대부분의 지도에는 자기 편차가 표시되어 있어, 이를 참고하여 나침반의 위치를 보정할 수 있다.
자차자차는 나침반 주변의 철제 물체나 전자기기로 인해 발생하는 오차를 의미한다.^[53] 예를 들어, 선박에서는 엔진, 모터 등이 자차의 원인이 될 수 있다.^[53] 스마트폰에 내장된 전자 나침반도 스마트폰 부품의 자기에 영향을 받아 오류가 발생할 수 있다.^[57]^[58]^[59]
나침반 오차 수정 방법나침반의 오차를 수정하기 위한 방법은 다음과 같다.

기수포기선/방위 기선: 나침반 안쪽에 쳐 놓은 선으로, 배의 이물 방향을 가리켜 오차를 수정한다.
내부 자석: 나침반 내부에 장착된 작은 자석으로 영구 자석에 의한 효과를 수정한다.
철제 구: 나침반 양쪽에 철제 구를 장착하여 강자성 물질에 의한 오차를 해결한다.
자기 나침반 자차 수정 카드: 자기 나침반 위 또는 아래에 장착하여 항공기 나침반을 보정한다.
전자 나침반: 자동으로 오차를 조정하거나 프로그램으로 수정할 수 있다.

나침함을 내장한 배의 항해 조종 나침반. 두 개의 철제 구로 강자성 물체에 의한 오차를 없애고 있다. 이 나침반은 박물관에 전시되어있다.

5. 편차와 자차

나침반이 가리키는 방향(자침방위)은 지자기[자오선]상의 북쪽(자북)과 남쪽(자남)을 잇는 방향이다. 이 자침방위와, 엄밀한 북쪽(진북) 및 엄밀한 남쪽(진남)을 잇는 방향과 이루는 각도는 지구 표면 부근의 많은 곳에서 0이 아니다. 이 각도를 "편차"라고 부른다.^[51]^[52] 편차는 지구상의 지역에 따라 다르고, 시간적으로도 항상 변화한다. 1년 동안 발생하는 편차의 차이를 연차라고 한다.

지자기의 북극에 대해서, 실제 지자기가 수직 아래쪽으로 향하는 '''북자극'''은 캐나다 북방 해상부에, 지구를 자기쌍극자로 보았을 때의 N극("지자기 북극")은 그린란드 북서부에 위치하고 있다. 지자기의 남극에 대해서, 실제 지자기가 수직 위쪽으로 향하는 '''남자극'''은 남극 대륙 근처의 해상부에, 지구를 자기 쌍극자로 보았을 때의 S극("지자기 남극")은 남극 대륙의 육상부에 위치하고 있다. 북자극 및 남자극 근처에서는 나침반의 오차가 크다. 바이칼호 북쪽에는 마치 자극이 있는 것 같은 지자기의 이상 분포가 존재하며, 1800년경부터 현저해지고 있다.

5. 1. 편차 (자기 편각)

나침반이 실제로 가리키는 방향은 국지적인 자기장의 방향이며, 지도 상의 정확한 진북 및 진남을 가리키지는 않는다.^[47] 그 차이의 각도를 "편각"이라고 한다. 편각은 장소에 따라 다르고, 시간에 따라서도 변한다.^[47] 예를 들어 삿포로에서는 자북의 방향이 “지도의 북쪽”보다 약 9도 서쪽으로 치우쳐 있으며, 반대로 나하에서는 그 차이가 약 5도이다.^[47]

이 국지적인 자기장의 방향과 실제 진북 및 진남이 이루는 방향의 차이는 “편차”와 “자차”에 의해 설명된다.^[48]

나침반이 가리키는 방향(자침방위)은 지자기[자오선]상의 북(자북)과 남(자남)을 잇는 방향이다. 이 자침방위와, 엄밀한 북(진자오선상의 북, 즉 진북) 및 엄밀한 남(진자오선상의 남, 즉 진남)을 잇는 방향과 이루는 각도는, 현재 지구 표면 부근의 많은 곳에서 0이 아니다. 이 각도를 "편차"(또는 "자기편각" 혹은 단순히 "편각")라고 부른다.^[51]^[52] 편차는 변화량이라고도 불리며, 기호로는 "Var."로 약기한다.^[53]

편각의 방향 및 크기는 지구상의 지역에 따라 다르며, 시간적으로도 항상 변화하고 있다.^[54]^[53] 1년 동안 발생하는 편차의 차이를 연차라고 한다.

자북이 진북보다 오른쪽으로 기울어진 경우를 편동(또는 편동편차), 왼쪽으로 기울어진 경우를 편서(편서편차)라고 하며, 예를 들어 "편동 ○°○○′" 등으로 표현한다.^[53] 일본 국내의 편각은 국토지리원 지자기 측량 홈페이지에서 개략적으로 계산할 수 있으며,^[55] 지형도(국토지리원 발행 기본도)에도 "자침방위는 서편 약 ○°○○′" 등으로 편차가 명시되어 있다.^[56] 2015년 현재 일본 열도의 개략적인 편차는 오키나와에서 서편 5도, 큐슈·시코쿠·혼슈에서는 서편 7도에서 서편 8도, 홋카이도에서 최대 서편 10도이다. 일본 외국에서는 지역에 따라 수십 도에 달하는 곳도 있다.

등산 등에서 나침반과 함께 지형도 등의 지도를 사용할 때 나침반만으로 정확한 진북을 알 수 있으려면, 편차의 각도에 맞춘 자북과 자남을 잇는 직선을 예를 들어 수 센티미터 간격으로 분도기 등으로 정확한 각도로 미리 도면상에 그려 넣는 것이 유용하다. 또한, 항해용 해도에는 나침도(컴퍼스도·컴퍼스로즈)가 도면상에 그려져 있다. 이것은 동심원의 대경원으로 진방위 눈금을, 또 소경원으로 자침방위 눈금을 그린 것으로, 편차를 반영한 방향을 간단하게 읽을 수 있도록 한 것이다. 이 경우의 편차 값은, 컴퍼스도에 "편차(측정년) 연차" 순으로, 예를 들어 "Var. 9°-00′Ｗ(1989) 2′.0 Ｗ ann."과 같이 기재되어 있다.

5. 2. 자차

주변 철 제품이나 자석의 영향을 받아 나침반에 발생하는 오차를 "자차"라고 한다.^[53] 배에서는 엔진, 모터 등이 자차의 원인이 된다.^[53] 자차는 방위 자침의 종류, 선수 방향 전환, 선체 경사, 적하 이동, 낙뢰 등에 따라 다르게 발생한다.^[53]

스마트폰에 내장된 전자 나침반도 스마트폰 부품에서 발생하는 자기 때문에 오류가 생길 수 있다. 아사히 카세이 일렉트로닉스는 캘리브레이션을 통해 스마트폰을 8자 모양으로 회전시켜 자차를 보정하는 방법을 권장하며, 이 방법에 대한 특허를 보유하고 있다.^[57]^[58]^[59]

5. 3. 복각

자력선이 지표면과 이루는 각도를 복각이라고 한다. 북반구에서는 자침이 아래로 기울어지기 때문에, 나침반 바늘의 S극 쪽을 무겁게 하여 균형을 맞춘다.^[60]

무게중심이 균일한 방위자침의 경우, 도쿄에서는 약 47도 정도 아래로 숙여진다.^[61]

6. 사용 방법

자기 나침반은 지리적 북극에서 약 약 160.93km 떨어진 자북극을 가리킨다. 따라서 사용자는 자북극을 찾아 편차와 자차를 보정하여 북쪽을 결정해야 한다. 편차는 자극들 사이에서 북극의 실제 지리적 방향과 자오선의 방향 사이의 각도로 정의된다.^[111] 자차는 나침반이 금속이나 전류에 의해 발생하는 자기장에 반응하는 것을 말하며, 나침반 위치 조정이나 보완 자석으로 보정할 수 있다. 항해사들은 추가적인 측정 단계를 통해 보정표를 만들어 사용했다.

일반 사람들은 자북극과 실제 북극(지리적 북극)의 차이를 크게 우려할 필요는 없다. 자기적 편차가 극심한 지역을 제외하면, 예상과 다른 방향으로 가는 것을 방지하고, 여행 거리와 자기 방위를 기록하여 시작점으로 돌아올 수 있다.^[112]

지도와 결합된 나침반 항해는 다른 방법을 요구한다. 각도 나침반을 사용하여 목적지로 도달하는 지도 방위나 실제 방위를 얻기 위해, 나침반의 가장자리는 목적지와 현재 위치를 연결하기 위해 지도에 댄다. 나침반 다이얼 밑의 방향기선은 경도에 표시된 선과 일직선이 되도록 회전한다.^[113] 실제 방위나 지도 방위의 결과는 목적지를 향한 방위각으로써 뒤따르는 지표의 각도나 DOT 선에서 읽혀진다. 자북극 방위나 나침반 방위가 필요하다면, 나침반은 자기편차의 양에 의해 조정되어야 한다.

현대 손바닥 크기의 각도 나침반은 바닥판에 DOT 바늘을 갖고 있다. 사용자의 항로나 방위각의 진행을 확인하기 위해, 목표물을 향해 DOT 바늘을 가리킨 후, 나침반 바늘이 DOT 바늘 위에 겹쳐지게 한다. 그 결과로 나타난 방위는 목표지점을 향한 자기 방위이다. 실제 방위나 지도 방위를 사용한다면, 자차를 더하거나 빼서 자기방위를 실제 방위로 전환해야 한다. 자차의 정확한 값은 장소에 따라 다르고 시간에 따라 변한다.

나침반을 읽을 때 오차를 줄이기 위해, 바늘이 평평하고 자유롭게 움직이는지 확인해야 한다. 나침반 주위에 자석이나 전자기기를 두는 것은 피해야 한다. 전자기기는 지구 자기장(약 0.5G)보다 강한 자기장을 발생시켜 나침반 바늘을 방해할 수 있다. 강한 자성체 노출은 자북극을 가리키는 바늘이 다른 곳을 가리키게 만들 수 있다. 자철석 등 자성을 띤 광물을 포함한 바위도 피해야 한다.

현대 나침반은 액체(등유, 광유 등)로 채워진 캡슐 안에 자화된 바늘을 사용한다. 캡슐 내부의 액체는 바늘의 움직임을 감쇠시켜 진동 시간을 줄이고 안정성을 높인다. 나침반의 주요 지점은 야광, 형광 발광, 자체 발광 재료^[15]로 표시되어 야간에도 읽을 수 있다.

많은 현대 나침반은 베이스플레이트와 각도기 도구를 통합하여 "지도 및 나침반을 이용한 방향 측정", "베이스플레이트", "지도 나침반" 또는 "각도기" 디자인으로 불린다. 회전하는 캡슐, 방향 "상자", 투명한 베이스, 각도 표시 베젤을 사용한다.^[16] 캡슐은 지도에서 직접 방위를 측정하는 데 사용되는 ''이동 방향''(DOT) 표시기를 포함한다.^[16]

현대 지도 및 나침반을 이용한 방향 측정 나침반의 다른 기능으로는 지도와 로머 눈금, 야광 표시, 조준 메커니즘, 짐벌 장착, "글로벌" 바늘, 희토류 자석, 조정 가능한 편각, 경사계 등이 있다.^[17] 지형도와 함께 사용하기 위해 희토류 자석을 사용하여 매우 빠르게 안정되는 바늘을 가진 모델이 개발되었다.^[18] 해양 나침반은 감쇠 유체를 사용하여 바늘의 빠른 변동을 제한한다.^[19]

일부 군용 나침반은 자화된 나침반 다이얼이나 카드를 사용한다. 자기 카드 나침반은 광학, 렌즈식 또는 프리즘 조준경을 갖추고 있어 방위각을 읽으면서 목표물과 정렬할 수 있다. 별도의 각도기 도구가 필요하다.^[20]^[21]

미국 M-1950 군용 렌즈식 나침반은 전자기 유도를 사용하여 자화된 카드의 진동을 제어한다. "심정" 디자인은 카드 기울기가 최대 8도여도 정확도를 유지한다.^[22] 공기 충전 유도 나침반은 결로 등으로 인해 작동 불능이 될 수 있다.^[23]

실바 4b ''밀리테어'', 수운토 M-5N(T)과 같은 일부 군용 나침반에는 방사성 물질 삼중수소()와 형광체가 혼합되어 있다.^[24] 자체 발광 조명을 위해 삼중수소를 사용하며, 태양광이나 인공광으로 "재충전"할 필요가 없다.^[25] 삼중수소의 반감기는 약 12년이므로,^[26] 시간이 지남에 따라 조명이 희미해진다.

선원의 나침반에는 두 개 이상의 자석이 부착되어 있으며, ''러버 라인''은 선박의 방위를 나타낸다. 짐벌이 항해 의자 내부에 매달려 수평 위치를 유지한다.

자력 나침반은 중위도에서는 신뢰할 수 있지만, 지구 자기극 근처에서는 사용할 수 없다. 자기 편각이 커지고, 자기 경사 때문에 바늘이 위아래로 가리키기 시작한다.

자력 나침반은 지구 자기장 이외의 자기장(자성 광물, MRI, 큰 철체, 전기 엔진, 영구 자석 등)의 영향을 받는다. 일부 나침반은 외부 자기장을 보상하는 자석을 포함한다.

나침반은 비행기나 자동차에서 가속/감속될 때 오류가 발생한다. 보상 자석이 포함된 나침반도 이러한 오류가 발생하기 쉽다.

기계식 나침반은 동/서 방위에서 회전할 때 오류가 발생한다. 자력계 및 자이로컴퍼스는 더 안정적이다.

나침반은 지구 자기장을 이용, 자석이 자유롭게 움직이면 남북을 가리키는 성질을 이용한 도구이다.^[46] N극과 S극이 각각 나타나도록 자화된 자석을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지한다.

; 편차

나침반이 가리키는 방향은 국지적 자기장의 방향이며, 지도 상의 정확한 진북 및 진남을 가리키지 않는다.^[47] 그 차이의 각도를 “편각”이라 한다. 편각은 장소와 시간에 따라 변한다.^[47] 삿포로에서는 자북이 약 9도 서쪽, 나하에서는 약 5도 서쪽이다.^[47]

국지적 자기장 방향과 실제 진북/진남 방향 차이는 “편차”와 “자차”로 설명된다.^[48]

: 자세한 내용은 #편차 절에서 설명한다.

; 간단한 만들기

바늘, 대핀, 철사 등에 자석을 문질러 자기를 띠게 한 후, 스티로폼, 나무 조각, 오리가미 배 등에 올려 물에 띄워 나침반을 만들 수 있다.^[49]^[50]

나침반이 가리키는 방향은 편차를 무시하면 지자기에 의한 자기[자오선]상의 북(자북)과 남(자남)을 잇는 방향이다("자침방위"). 자침방위와 진북/진남을 잇는 방향과 이루는 각도는 현재 지구 표면 부근 많은 곳에서 0이 아니다. 이 각도를 "편차"(또는 "자기편각", "편각")라고 부른다.^[51]^[52] 편차는 변화량이라고도 하며, "Var."로 약기한다.^[53]

편각 방향 및 크기는 지역에 따라 다르고, 시간적으로 변화한다.^[54]^[53] 1년 동안 발생하는 편차 차이를 연차라고 한다.

자북이 진북보다 오른쪽이면 편동(편동편차), 왼쪽이면 편서(편서편차)라고 하며, "편동 ○°○○′" 등으로 표현한다.^[53] 일본 국내 편각은 국토지리원 지자기 측량 홈페이지에서 계산 가능하며,^[55] 지형도에도 편차가 명시되어 있다.^[56] 2015년 일본 열도 편차는 오키나와에서 서편 5도, 큐슈·시코쿠·혼슈에서 서편 7~8도, 홋카이도에서 최대 서편 10도이다.

등산 등에서 나침반과 지형도를 사용할 때, 편차 각도에 맞춘 자북/자남 직선을 분도기로 정확한 각도로 도면상에 그려 넣는 것이 유용하다. 항해용 해도에는 나침도(컴퍼스도·컴퍼스로즈)가 그려져 있다. 동심원의 대경원에 진방위 눈금, 소경원에 자침방위 눈금을 그려 편차를 반영한 방향을 읽도록 한 것이다. 편차 값은 "편차(측정년) 연차" 순으로 기재된다.

지자기 북극은 실제 지자기가 수직 아래쪽으로 향하는 '''북자극'''(캐나다 북방 해상부)과 지구를 자기쌍극자로 보았을 때 N극("지자기 북극")(그린란드 북서부)이 있다. 지자기 남극은 실제 지자기가 수직 위쪽으로 향하는 '''남자극'''(남극대륙 근처 해상부)과 지구를 자기 쌍극자로 보았을 때 S극("지자기 남극")(남극대륙 육상부)이 있다. 북자극/남자극 근처에서는 나침반 오차가 크다. 바이칼호 북쪽에는 자극 같은 지자기 이상 분포가 존재한다.

나침반 근처에 다른 자석, 큰 금속 물체(금속 책장, 진열대, 냉장고 등), 금속 물체(강철 안전모, 총기류, 칼, 공구 등), 직류 전류 전선, 전자석 등이 있으면 자기장이 변화하여 나침반 방향이 바뀐다. 정확한 자북을 알려면 이것들을 멀리해야 한다.

이 성질을 이용, 학교 과학 수업에서 나침반으로 전자석 실험, 앙페르 실험 재현, 앙페르 법칙 확인 실험 등을 한다.

7. 현대 기술을 이용한 나침반

현대 나침반은 보통 액체(등유, 광유, 솔벤트, 정제된 등유 또는 에틸알코올이 일반적)로 완전히 채워진 캡슐 안에 자화된 바늘이나 다이얼을 사용한다.^[14] 캡슐 내부의 액체는 바늘의 움직임을 감쇠시켜 진동 시간을 줄이고 안정성을 높이는 역할을 한다. 바늘의 북쪽 끝을 포함한 나침반의 주요 지점은 종종 야광, 형광 발광 또는 자체 발광 재료^[15]로 표시되어 야간이나 어두운 곳에서도 나침반을 읽을 수 있게 한다.

많은 현대 나침반은 베이스플레이트와 각도기 도구를 통합하고 있으며, "지도 및 나침반을 이용한 방향 측정", "베이스플레이트", "지도 나침반" 또는 "각도기" 디자인으로 불린다. 이러한 유형의 나침반은 회전하는 캡슐 내부에 별도의 자화된 바늘, 자북과 바늘을 정렬하기 위한 방향 "상자" 또는 게이트, 지도 방향 선을 포함하는 투명한 베이스, 그리고 각도 또는 기타 각도 측정 단위로 표시된 베젤(외부 다이얼)을 사용한다.^[16]

자석의 성질을 이용한 나침반에는 투명한 오일(댐퍼오일)로 진동을 줄인 것이 있다.
자석을 사용하지 않는 나침반으로는 두 개의 자기센서로 자속밀도를 측정하여 방향을 구하는 것도 있다.
멀리 떨어진 두 개의 GPS 수신기를 사용하여 방향을 구하는 것도 있다. 대규모이기 때문에 자기 이외의 이중화 수단으로 사용된다.
고성능 자이로로 지구 자전을 측정하여 방향을 구하는 방식도 있다.
군용품은 군용 지도와 조합하여 포격 목표나 진군 방향 결정 등에 사용된다. "렌자틱 나침반"이라고 한다.
* 렌자틱 나침반(''Lensatic Compass'')은 눈높이에서 수평으로 들고, 조준을 목표물에 맞추면서 렌즈를 통해 판면을 보고, 외주 눈금을 자침이 가리키는 방향에 일치시킨다. 기동식 거울을 갖추고 거울에 비친 판면의 영상을 보는 구조의 제품도 있다.
등산이나 오리엔티어링에서는 눈금과 선이 새겨진 투명한 플레이트와 손으로 회전시킬 수 있는 방향 눈금이 달린 나침반이 자주 사용된다. 조준기가 없기 때문에 렌자틱 나침반에 비해 정확도 면에서는 떨어지지만, 지도에 직접 놓고 사용할 수 있다.

8. 본침과 역침

방위자침은 사용법과 방위 표시 방식에 따라 '''본침'''과 '''역침'''으로 분류된다.

본침(本針)은 바늘이 가리키는 방향과 테두리에 표시된 북쪽이 일치하도록 손에 들고 수평으로 회전시켜 방향을 확인하는 형태의 방위 자침이다. 방위 자침의 테두리에는 위쪽에 북, 오른쪽에 동, 아래쪽에 남, 왼쪽에 서가 표시되어 있다. 일반적인 방위 자침은 모두 이러한 형태이다.

역침(逆針)은 선체 등에 고정하여, 바늘이 가리키는 방향의 테두리에 표시된 방위를 진행 방향의 방위로 확인하는 형태의 방위 자침이다. 방위 자침의 테두리에는 선수 방향에는 북(子), 우현 방향에는 서(酉), 선미 방향에는 남(午), 좌현 방향에는 동(卯)이라고 표시되어 있다.

흔들리는 해상에서는 손에 들고 몸을 수평으로 회전시키는 것보다 배에 고정하는 것이 사용하기 쉽다. 바늘 위에 표시된 N극과 테두리에 표시된 방위가 일치할 때, 그 배는 그 테두리에 표시된 방위를 향하고 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 배가 동쪽을 향하고 있는 경우, 바늘의 N극은 좌현 방향인 동(卯)을 가리키고 있으므로, 배가 동(卯) 방향을 향하고 있다는 것을 알 수 있다. 앞서 설명한 군용 나침반이나 나침의에도 유사한 메커니즘이 보인다.

일본의 항해 용어에서 배의 오른쪽 방향으로의 선회를 “면舵”라고 하는데, 이것은 원래 “卯의 舵”이며, 舵의 손잡이를 좌현 벽(역침의 테두리에 卯라고 기록되어 있다) 방향으로 기울이는 것을 의미한다. 마찬가지로, 왼쪽 방향으로의 선회를 가리키는 “취舵”는 “酉舵”, 즉 舵의 손잡이를 우현 벽(역침의 테두리에 酉라고 기록되어 있다) 방향으로 기울이는 것에 유래한다.^[64]

참조

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